什么是 HTTP？

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一个基于请求-响应模型的应用层协议，运行在 TCP 之上，默认端口 80。1990 年，HTTP 成为 WWW 的支撑协议。

HTTP 是无状态协议——服务器不保存任何关于客户端历史请求的信息。这个设计简化了服务器实现：有状态协议需要维护历史信息，一旦客户端或服务器发生故障，状态不一致的修复代价极高。

HTTP 通信过程

HTTP 以 TCP 作为底层协议，通信流程如下：

1. 服务器在 80 端口监听连接请求
2. 浏览器发起到服务器的 TCP 连接（创建 Socket）
3. 服务器接受 TCP 连接
4. 浏览器（HTTP 客户端）与 Web 服务器（HTTP 服务器）交换 HTTP 报文
5. 关闭 TCP 连接

HTTPS

背景——HTTP 的缺点

HTTP 明文传输，从你的路由器、运营商到目标服务器，链路上每一跳都是可读的明文。中间人可以任意截获、篡改数据。

典型案例：部分运营商会向 HTTP 页面注入浮动广告；微博全站 HTTPS 化之前，有人通过截获 Cookie 冒用用户身份关注僵尸号、给营销号点赞——无需破解密码，只需复用 Cookie 即可。

对 HTTPS 网站，中间人只能看到密文，无从篡改。

HTTPS 的核心——SSL/TLS 协议

HTTPS = HTTP + SSL/TLS。SSL/TLS 运行在 TCP 之上，对 HTTP 报文进行加密，解决了明文传输问题。

SSL 和 TLS 的区别

SSL 和 TLS 没有太大的区别。 —— 摘自 JavaGuide

SSL（Secure Sockets Layer）首次公开发布是 3.0 版本（1996 年），1.0 从未面世，2.0 存在严重缺陷（DROWN 漏洞）。1999 年，SSL 3.0 升级后更名为 TLS 1.0。TLS 是 SSL 的继承者，但习惯上仍将核心加密协议统称为 SSL/TLS。

SSL/TLS 的工作原理

理解 SSL/TLS，需要先掌握三类基础算法。

散列算法（哈希）

散列算法是单向算法——对任意长度输入产生固定长度输出（摘要），且不可逆推原文。

用途：验证数据完整性。发送方对数据计算摘要并随数据一同发出，接收方重新计算摘要对比，若一致则数据未被篡改。

常用算法：MD5、SHA-1、HMAC

注意：散列算法不是加密算法，因为结果不可逆，无法用于解密。

加密算法

对称加密

收发双方使用相同密钥，加解密速度快，运算开销小。

• 常用算法：DES、3DES、AES
• 缺陷：密钥本身需要通过网络传递，存在被中间人截获的风险

非对称加密

使用一对密钥（公钥 + 私钥），从公钥无法推导出私钥。

• 常用算法：RSA、ECC
• 缺陷：运算开销大；公钥在网络传输时存在被伪造的风险（中间人攻击）

中间人攻击示意：

C 想与 S 通信，需要先获得 S 的公钥。若 S 直接在网络上发送公钥（未经认证），攻击者 A 可以冒充 S，将自己伪造的公钥发给 C。此后 C 用假公钥加密的数据，A 都可以用自己的私钥解密，完成窃听——C 和 S 均无察觉。

即使对公钥本身加密，也无法解决信任问题：谁来保证加密公钥所用的密钥是可信的？

数字签名

数字签名解决两个问题：证明身份 + 保证数据未被篡改。

签名流程：

1. Bob 生成公私钥对，公钥公开，私钥自留
2. 发送时：对数据计算哈希摘要 → 用私钥加密摘要 → 将原始数据 + 签名一同发出
3. Alice 收到后：用 Bob 的公钥解密签名得到摘要A → 自行对数据计算摘要B → 比对 A 与 B

若 A == B，则数据未被篡改，且确实由 Bob（私钥持有者）发出。

为什么无法伪造？

• 篡改数据：摘要对比失败
• 替换签名：用 Bob 公钥解密会得到乱码
• 极端情况：攻击者用自己的公私钥伪造一套数据 + 签名，Alice 将无法发现——因为 Alice 无法确认网络上哪个公钥是真正属于 Bob 的

这是一个先有鸡还是先有蛋的问题：要验证身份，必须先有可信的信任根。

数字证书与 CA

为解决公钥信任问题，引入证书颁发机构（CA，Certificate Authority）——默认受信任的第三方。

证书 = 持有者公钥 + CA 的数字签名

证书认证流程：

1. Bob 向 CA 提交个人信息和公钥，CA 核实身份
2. CA 用自己的私钥对「Bob 的身份信息 + 公钥」进行数字签名，生成证书
3. Alice 想与 Bob 通信，获取 Bob 的证书
4. Alice 用系统预置的 CA 公钥验证证书签名，确认证书未被篡改
5. Alice 取出证书中的 Bob 公钥，开始安全通信

系统/浏览器出厂时预装了受信任 CA 的根证书（含其公钥），从而终结了信任循环——CA 公钥的可信性由操作系统/浏览器厂商背书。

SSL/TLS 完整握手

一句话总结：SSL/TLS = 数字证书（身份验证）+ RSA 密钥交换 + 对称加密（数据传输）

由于 RSA 比 AES 慢得多，实际通信采用混合加密：

1. 接收方生成 RSA 密钥对，将公钥通过证书发给发送方
2. 发送方生成随机的对称密钥（AES Key），用 RSA 公钥加密后传给接收方
3. 接收方用 RSA 私钥解密，得到 AES Key
4. 双方此后用 AES Key 进行所有数据的加解密传输

私钥签名在此过程中用于验证身份合法性（验签），防止中间人冒充服务器。

中间人攻击在完整的证书体系下几乎没有技术空间，现实中的攻击手段已转向社会工程学——例如预装非正规 CA 证书的山寨浏览器，这类证书可使攻击者对受害者实施合法的中间人攻击。

HTTP vs HTTPS